FR2923470A1 - Serie d'emballages pour dispositifs sensibles ou dangereux ou bien pour matieres dangereuses plus particulierement radioactives. - Google Patents

Abstract

Série d'emballages pour dispositifs sensibles ou dangereux ou bien pour matières dangereuses plus particulièrement radioactives.L'invention consiste à disposer des bandes pliées à chant autour d'une enceinte.Leurs formes, en cône ou en spirale, viennent se serrer par élasticité sur les parois.Les modes d'assemblages avec renforts et cloisons, les compositions permettant le durcissement, et les méthodes de mise en forme décrites permettent de créer une série d'emballages dont les variantes sont adaptées aux contenus.Cette série d'emballages est plus particulièrement destinée à résister aux chutes en optimisant simultanément le refroidissement et la résistance aux incendies.

Description

DOMAINE TECHNIQUE La présente invention se rapporte de façon générale au domaine du transport et du stockage des produits fragiles et/ou dangereux.

L'invention est plus particulièrement adaptée aux contenus radioactifs qui, d'une part dissipent de la puissance thermique et, d'autre part émettent des neutrons tels que le MOX, le combustible irradié, ou les déchets vitrifiés. Elle permet de protéger des contenus fissiles dont la géométrie permet le contrôle de criticité car I'invention permet aux contenus rigides de résister à un choc sur une partie extérieure de l'emballage. Elle permet la dissipation aisée de la chaleur dans plusieurs orientations, l'absorption des neutrons, la résistance au feu après une chute ou un choc, et la préservation d'une enceinte qui assure le confinement. La présente invention se rapporte à une série d'emballages complets mais aussi à un dispositif qui serre le corps d'un emballage pour assurer les fonctions de dissipation, de capture de neutrons, et d'absorption d'énergie mécanique. La présente invention se rapporte aussi au procédé permettant la fabrication, et à l'utilisation de matériaux et alliages spécifiques à cet usage. Cette invention concerne les domaines qui ne nécessitent qu'une partie des performances énoncées.

Cette invention permet, en particulier, aux contenus fragiles de résister à un choc sur l'emballage dû à un accident de transport, et aussi à la chaleur d'un incendie. Ces contenus fragiles appartiennent aux types suivants : boite noire pour enregistrement de paramètres de vol, appareil de géolocalisation, armes, etc... ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE De l'art antérieur, divers modes de constructions d'emballages ont permis de garantir les fonctions requises lors d'accidents graves de transport. - Ces fonctions sont, d'une part l'intégrité de l'assemblage et des fonctions mécaniques internes pour la prévention de criticité, la conservation de la lecture de boites noires et d'autres fonctions selon le contenu, et d'autre part les fonctions propres aux contenus radioactifs qui sont la dissipation de chaleur même au soleil, la prévention du risque de brûlures, la radioprotection, le confinement. -Les accidents graves de transport sont simulés par des épreuves qui sont, dans le cas des contenus radioactifs : chute, chute sur poinçon, essai de pénétration, impact d'une plaque de 500kg, résistance au feu, dépressurisation accidentelle, et résistance à l'immersion. Certains emballages seront de préférence facilement décontaminables et resteront en service plusieurs dizaines d'années. -Plusieurs dilemmes ont orienté les solutions techniques. La dissipation de la puissance thermique créée à l'intérieur de l'emballage, demande des parois qui conduisent bien la chaleur ce qui s'oppose à la résistance au feu; ce feu peut provoquer par échauffement un altération des fonctions mécaniques ou d'étanchéité.

Pour certains contenus, les performances minimales de radioprotection demandent une absorption augmentée des neutrons, ce qui conduit à l'utilisation de matériaux dont la résistance mécanique, la durabilité, la tenue au feu, ou la décontamination sont délicates. Certaines constructions d'ailettes destinées à évacuer les calories par convection 15 autour de l'emballage posent des problèmes de décontamination. La résistance aux chutes, notamment l'impact de la plaque, demande d'augmenter la quantité de matériaux utilisés, ceci augmente la masse totale, ce qui augmente à nouveau le besoin d'absorption d'énergie pour assurer la résistance lors des chutes. -Des solutions insatisfaisantes ont été appliquées: 20 Un alliage résistant, et absorbant les neutrons est décrit dans WO0109903 mais sa tenue au feu et au poinçonnement est incertaine. Des plaques munies d'ailettes, sont serrées avec des boulons selon JP200617079.5 mais l'étanchéité, le démontage, la résistance aux chutes et le vieillissement de la résine ne sont pas garantis. 25 Des ailettes radiales soudées sont proposées ( WO02059904) mais la soudure compromet l'assurance de la qualité des matériaux et le refroidissement par convection n'est pas amélioré. Des faces cannelées, usinées ou extrudées sont montrées dans EP 0.843.318. mais n'améliorent pas la tenue aux chutes. 30 Pour les contenus de faible activité, des fers d'armature en 2 hélices de sens opposés sont coulés dans le béton selon WO0178083. Des tubes ou profilés longitudinaux sont assemblés ( FR 98.03331) sur une paroi mais sans pouvoir absorber l'énergie des chutes.

Une série de profilés crée un espace entre, d'une part le contenu dont il faut assurer la sous-criticité, et d'autre part l'enceinte la plus rigide mécaniquement, ( WO2004/044925 ) mais sans améliorer ni la dissipation, ni le coût. Une bande profilée, dite ailette, est glissée sur l'extérieur d'un emballage (WO2006/016082 ) mais d'une part le matériau est mou car extrudable et usinable, et d'autre part le serrage, la maintenance, et le contrôle des contacts entre les couches internes sont impossibles. Cette disposition ne concourt pas à l'absorption d'énergie mécanique, ainsi dans ce dernier cas, la résistance mécanique n'est assurée que grâce à une pièce en acier ferritique massive dont la ténacité ne peut être garantie dans tous les cas. Pour les applications exclusivement thermiques on utilise des ailettes en métal mou assemblées par déformation plastique.

EXPOSE DE L'INVENTION L'invention a pour but de proposer une série d'emballages pour les matières radioactives ou des dispositifs fragiles. De plus l'invention a également pour but de proposer un procédé de fabrication et les systèmes de contrôle menant à une assurance de la qualité stricte et démontrable. L'emballage pourra aussi protéger un système d'enregistrement, un organe ou une arme vis à vis des accidents de transport tels que chute, choc, pénétration, échauffement, explosion, onde de choc, faisceau d'énergie et feu.

A cet effet un premier objet de l'invention est de choisir ou élaborer des matériaux tels que la constante de temps thermique d=L2/a puisse être optimisée : d est représentatif de la distance entre l'intérieur et l'extérieur de l'emballage et a est la diffusivité thermique. Pour ce faire, parmi les matériaux à conductivité (L= Lamda) très élevée, on utilise des matériaux avec un produit densité par capacité calorifique (Rho X Cp) élevé tel que des alliages à base de cuivre. Le produit de ces deux nombres est la diffusivité thermique a. Selon ce premier objet de l'invention, les bandes seront avantageusement en alliage de cuivre ou autre combinaison, disposant d'une très bonne conductibilité thermique à la température d'utilisation et d'une capacité calorifique importante.

Cette bande est en forme d'hélice, de rondelle conique, ou bien selon une autre forme facile à fabriquer comme demi produit métallurgique et permettant un serrage efficace, un bon comportement vis à vis des dilatations, et une mise en oeuvre facile.

Le premier objectif est de permettre un grande distance entre la partie intérieure et extérieure, ce qui donne une course maximale pour l'absorption des chocs et ainsi une décélération limitée du contenu. Le deuxième objectif est de permettre de répartir les efforts appliqués comme le poinçonnement sur une large partie des couches intérieures telles que celles qui permettent le confinement. Ceci permet la répartition des contraintes dues aux forces d'accélérations sur l'objet ou la matière qui est à l'intérieur. Cela peut notamment être obtenu en incorporant des renforts légers entre l'extérieur et l'intérieur et orientés sur 2 ou 3 axes qui sont perpendiculaires à une direction incidente.

Le troisième objectif est de limiter la pénétration du flux thermique pendant un incendie de durée limitée. Ce dernier est lié à la constante de temps thermique a/L2.

A cet effet un deuxième objet de l'invention est de proposer de disposer des bandes métalliques formées en cône ou en spirale qui viennent se serrer par élasticité sur la couche la plus intérieure précédente. Ce deuxième objet de l'invention s'applique aussi au cas ou la bande est disposée à l'intérieur de l'enceinte rigide pour exercer un serrage par expansion de l'intérieur vers l'extérieur. Ces bandes sont des structures à base de tôles laminées à plat, en trapèze ou en hélice. Deux modes de réalisation sont proposés selon les approvisionnements en produits métallurgiques: d'une part une hélice dont l'axe est confondu avec celui de la virole principale de l'emballage et dont la déformation, notamment angulaire, qui est facilitée par la présence de trous d'entraînement dans la bande, permet la mise place et le serrage, et d'autre part une rondelle conique munie d'échancrures pour s'adapter à l'effort de serrage voulu. Cet assemblage est destiné à l'absorption d'énergie mécanique et optimisé pour le transfert de chaleur à la fois par convection et conduction. Le quatrième objectif est de disposer, selon le besoin, d'une partie démontable par déformation élastique pour les opérations de maintenances et de contrôles réglementaires. Le cinquième objectif est la création d'une structure à base de tôle qui absorbe l'énergie et extrait les calories ; Cette extraction reste possible car le serrage permet le passage de la chaleur d'un métal à l'autre de façon pérenne dans le temps, au contraire du calage ou du remplissage avec un matériau plastique ou synthétique qui ne sont pas conçus pour que les surfaces en contact laissent passer les flux de chaleur. Le sixième objectif est de faciliter l'assurance qualité, à cet effet il est possible de mesurer des épaisseurs, des déformations, des contraintes, des résistances d'échantillons, des cotes après montage, des images thermiques lors d'essais de dissipation des sous-ensembles, des spectres d'absorption,etc . Ces enregistrements sont possibles pendant la fabrication, la réception et les opérations de maintenance. De nombreux assemblages et fonctions sont réalisées sans soudure, ce qui concourt à la réalisation de ce sixième objectif.

A cet effet un troisième objet de l'invention est une série de procédés de montage des bandes selon le deuxième objet. Les rondelles coniques pourront être mises en place autour d'un cylindre par un système de presse qui augmente le diamètre intérieur par élongation élastique. Le serrage du cerclage en hélice peut se faire par mise en torsion de l'hélice pour accroître le diamètre de passage, à cette fin des trous de prises sont disposés sur le cerclage.-Après la mise en forme, les rainures d'assemblage et les languettes de clipsage sont avantageusement découpées au jet d 'eau 3D , ou par un procédé à froid ou qui garantit l'ajustage précis et le serrage des pièces ( tôles ).

Le septième objectif de ces assemblages est de s'affranchir de la zone affectée thermiquement qui apparaît après soudure , brasure ou meulage. Le huitième objectif est de proposer ce système de bandes avec renforts qui est particulièrement simple à assembler et peu coûteux.

A cet effet un quatrième objet de l'invention est la construction d'un cloisonnement adapté au serrage et à la réalisation par des tôles minces, moyennes ou fortes.

Ces cloisons, selon leurs positions, seront souples et/ou de grande hauteur, ou bien basses et aptes à retenir des matériaux non métalliques, ou bien encore ouvertes et optimisées pour favoriser la décontamination et les transferts thermiques par convection de l'air. Les cloisons définies entre cerclages et renforts longitudinaux peuvent recevoir des absorbants neutroniques tels que du verre au bore type Pyrex ou une poudre de carbure de bore ou du polyéthylène en bille ou autre poudre. Ces mêmes cavités pourront recevoir des produits qui absorbent une forte quantité de chaleur par fusion, vaporisation ou sublimation tel qu'un mélange de sel, un mélange de cristaux prêts à fondre en un verre, un alliage de zinc, ou autre.

Le neuvième objectif est de permettre l'élimination des soudures et des pièces métalliques massives. Le dixième objectif est de maîtriser le flambement de tôles sollicitées sur un chant et ainsi de favoriser l'évacuation de chaleur tout en remplissant des fonctions mécaniques d'amortissement.

A cet effet un cinquième objet de l'invention est la combinaison totale ou partielle des 4 inventions précédentes pour réaliser des emballages complets. Les emballages qui sont souvent conçus pour transporter ou stocker des matières radioactives, sont optimisés et complétés d'après au moins les 4 combinaisons M,G,V,S selon la puissance thermique du contenu W et le besoin d'absorption des neutrons N : type M : puissance W élevée et besoin d'absorption de neutrons N élevé ( combustible Mox usé, etc ) type G : puissance W élevée et besoin d'absorption de neutrons N bas ou nul ( source radioactive de Grande activité ou isotopes bien définis etc ) type V : puissance W moyenne et besoin d'absorption de neutrons N élevé ( Verre de résidus , transuraniens N> 92 , combustible neuf etc) type S : puissance W basse et besoin d'absorption de neutrons N bas ( Source , isotope radiotoxique , produit toxique, arme, etc... ) Ainsi, plusieurs assemblages successifs, séparés par des couches antipoinçonnement ou des tubes , ou des bandes en hélice inverses, peuvent être cumulés sans nuire aux possibilités d'entretien, de contrôles non destructifs, de décontamination , de contrôle des absorbants et poisons neutroniques.

Ce cinquième objet de l'invention sera mieux compris à la lecture de la combinaison particulière qui suit, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif. Cette combinaison particulière et complète comprend de l'intérieur vers 5 l'extérieur: • Le contenu, • Un premier calage W entre le produit fragile et l'enceinte. Cette première partie de calage, appelée cerclage, est constituée d'une bande élastique serrant l'intérieur de l'emballage. Cette bande est de forme hélice ou en rondelle 10 conique. La rigidité du serrage est adaptée aux comportements des matériaux dans toute la plage de température d'utilisation notamment pour garantir les caractéristiques mécaniques quand l'intérieur chauffe. • Une couche WX intérieure de forme tubulaire, profil creux ou forme creuse , capable de définir un confinement ou un maintien mécanique. Ce confinement 15 est une barrière à tout transfert de matière provenant de l'intérieur ou de l'extérieur. Le support intérieur s'adapte à la masse, à la fonction et à la forme de l'objet à protéger. Le fond de la virole est ajouté ou obtenu par forgeage ou perçage partiel. Cette couche est conçue pour ne subir qu'une déformation limitée ou nulle. 20 • Un deuxième calage X de forte épaisseur, destiné à gérer la décélération lors d'un choc. Cette partie peut néanmoins évacuer les calories dans de bonnes conditions. • Une couche de blindage en contact étroit avec le calage X. • Un troisième calage Y dont les cloisons retiennent un matériau non métallique 25 tel qu'une fine poudre, qui peut, selon le besoin, absorber l'énergie d'un choc et/ou arrêter des neutrons. • Une couche YZ parfaitement étanche pendant l'utilisation normale et en métal ductile. Cette couche peut être soudée. De préférence, aucune autre partie que celle-ci, ne subit de soudure. Si les cloisons du calage Y contiennent un matériau 30 qui se sublime en cas d'incendie, alors cette couche comportera des zones dites fusibles, calibrées pour céder devant une forte pression interne. • Un cerclage Z qui est essentiellement destiné à favoriser la dissipation par convection. Il peut aussi être construit en alliage d'aluminium et / ou nickelé.

L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages et caractéristiques apparaîtront, par la lecture des descriptions qui vont suivre, données uniquement à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés .

La figure 1 présente l'évolution de température d'un corps dont une face est exposée à un échelon de température. La figure 2 représente schématiquement en coupe la demi partie d'un emballage cylindrique de la combinaison particulière totale. Cette coupe est indiquée sur la vue 3.

La figure 3 représente schématiquement, en coupe perpendiculaire à l'axe, la demi partie d'un emballage cylindrique de la combinaison particulière totale. La figure 4 représente l'effet d'un poinçonnement sur la demi partie d'un emballage qui est observée sur une section. La figure 5 représente schématiquement les 3 parties d'une bande vue en coupe et 15 la découpe pour le renfort longitudinal. La figure 6 représente schématiquement en perspective le cerclage intérieur dont les découpes sont adaptées aux paniers et aux dilatations. La figure 7 représente, schématiquement et en coupe, le cerclage intérieur en hélice, les logements et les tirants éventuels. 20 La figure 8 représente le cerclage X vu de dessus. La figure 9 représente en coupe un détail d'assemblage proposé pour la demi partie X d'un emballage. La figure 10 représente schématiquement en perspective le renfort par un fil en hélice d'un assemblage X ou Y ou Z. 25 La figure 11 représente schématiquement en coupe perpendiculaire à l'axe la partie X d'un emballage. La figure 12 représente schématiquement en coupe perpendiculaire à l'axe la répartition des matériaux en poudre ou plastique dans les alvéoles. La figure 13 représente schématiquement, en coupe perpendiculaire à l'axe, un 30 secteur du cerclage Z le plus externe. La figure 14 représente schématiquement, en vue de dessus, un secteur du cerclage Z le plus externe.

La figure 15 représente schématiquement en coupe un tronçon d'un secteur du cerclage Z le plus externe. La figure 16 représente schématiquement, en coupe, un mode de réalisation de type sphère.

La figure 17 représente schématiquement sur la même figure, deux modes distincts de disposition des points de manutention et d'arrimage.

A la figure 1 les courbes successives, dont l'abcisse représente la profondeur dans un matériau homogène et dont l'ordonnée représente la température, figurent l'évolution de la température lorsque l'intérieur x=0 (1) dissipe de la chaleur en continu et si la face extérieure (C) est soumise à un chauffe momentanée. Ce matériau peut être une tôle disposée à chant et dont un des bords est soumis à un chauffage court. A conductibilité et largeur égales, la température maximale atteinte par le bord intérieur sera d'autant plus modeste que la diffusivité thermique est grande. Les figures 2 & 3 montrent le descriptif générique de la combinaison complète qui requiert toutes les fonctions. Un premier calage W entre le produit fragile et l'enceinte. Une couche intérieur WX de forme tubulaire, profil creux, ou forme creuse capable de définir un confinement ou un maintien mécanique. Ce confinement est une barrière à tout transfert de matière provenant de l'intérieur ou de l'extérieur. Le support intérieur s'adapte à la niasse, à la fonction et à la forme de l'objet à protéger. Le fond de la virole est ajouté ou obtenu par forgeage ou perçage partiel. Cette couche est conçue pour ne subir qu'une déformation limitée ou nulle.

Un deuxième calage X , de forte épaisseur destiné à gérer la décélérations lors d'un choc. Cette partie peut néanmoins évacuer les calories dans de bonnes conditions. Une couche de blindage XY en contact étroit avec le calage X Un troisième calage Y dont les cloisons retiennent un matériau non métallique tel qu'une fine poudre, qui peut, selon le besoin, absorber l'énergie d'un choc et/ou 30 arrêter des neutrons. Une couche YZ parfaitement étanche pendant l'utilisation normale et en métal ductile. Cette couche peut être soudée.

Un cerclage Z est essentiellement destiné à la dissipation par convection. Il peut aussi être construit en alliage d'aluminium et / ou nickelé. A la figure 2, la couche intérieure WX ou la virole principale sera entourée par un cerclage composé de une ou plusieurs bandes en spirale qui serrent le tube permettant un assemblage sans soudure ou brasure et donc sans ZAT ( zone affectée thermiquernent ), et résistant au choc. L'assemble est réalisé sans déformation plastique ni de la couche WX intérieure, ni du cerclage et permet l'application aux pièces de grandes dimensions avec des matériaux à caractéristiques élevées. Ce cerclage peut aussi servir d'ailette. Les qualités mécaniques et thermiques peuvent donner à l'objet un autre usage que celui d'emballage. Le renfort longitudinal de la partie Z est festonné ou découpé de façon à augmenter l'effet de la convection. Des figures symétriques permettent de couper sans perte deux renforts de Z dans la même tôle rectangulaire. La base de la bande est pliée de façon à accroître le transfert avec la couche étanche YZ si besoin. Le calage Y fait apparaître des cellules ou le matériau neutrophage et/ou pulvérulent peut être tenu. Le calage X montre des bandes munies de pliages intérieurs et extérieurs destinées à augmenter le contact et à adapter la rigidité du montage. Des croix figurent des empreintes en pointe de diamant ; ces empreintes renforcent les renforts longitudinaux. Le calage W est représenté traversé par des tirants filetés. A chaque couche de calage , deux écrous viennent assurer la rigidité voulue du calage et la position des aménagements internes qui seraient fixés aux tirants. A la figure 3 la couche W est percée de trous *1 pour le passage des tirants, la découpe du calage s'adapte à l'objet ou à l'ensemble d'objets à protéger. La forme intérieure peut être le résultat d'un empilage carré ou hexagonal. Les renforts longitudinaux du calage X ont un pied plié *2 pour augmenter le transfert de chaleur depuis la couche mécaniquement résistante WX. Ces renforts disposent ici d'une tête *3 en appui sur la couche de blindage YX , ces têtes pourront disposer de dispositifs de commande ou de déformation destinés à l'assemblage de l'ensemble. Le cerclage Z comprend des trous *4 destinés à favoriser les échanges par convection quand les bandes sont en position horizontale. A la figure 4 la couche YZ ductile se déforme sans se rompre jusqu'à atteindre la couche WY mécaniquement résistante. Les blocs incompressibles de matière qui remplissent les cloisons du calage Y repartissent les efforts de poinçonnement ou de choc sur une large partie du calage X A la figure 5 -La bande qui peut être obtenue par laminage trapézoïdal, sera composée de une à trois des parties suivantes : 99 -intérieur, découpé pour élasticité et contact thermique élevé avec la couche intérieure de conductivité thermique moindre. 100 - corps de la bande en hélice , plat et autour de laquelle peuvent s' enchâsser et s'assembler sans soudure des renforts, ailettes ,ou lattes. Ces lattes peuvent être longitudinales et droites ou en hélice de sens opposées. Selon les facilités, la bande peut être de forme conique. 101 - partie conique ou inclinée, préférentiellement découpée , permettant un renfort, un arrêt des objets pénétrants, un contact amélioré avec la couche située à l'extérieur si il y a, ou une meilleure dissipation en assurant un effet d'ailette pour plusieurs orientations de l'emballage. -Ces trois parties sont de préférence issues d'une même tôle et les parties précises telles que le diamètre intérieur et les encoches d'assemblage seront réalisées après la mise en forme de la tôle en cône ou en spirale. -Les bandes en spirales peuvent êtres remplacées dans le même usage par des rondelles coniques qui comporteront aussi de une à trois des parties 99,100,101 .

Les calages X et Y constitués de parties 99, 100, 101 pourront être réalisées en matériau tel que le cupro-béryllium ou des alliages d'aluminium, et pourront être mis en forme avant traitement (brut d'hypertrempe par exemple) puis durcis après assemblage pour assurer la résistance définitive. A la figure 6 le calage W comporte une forme *5 adaptée à un contenu tel que des assemblages de combustible nucléaire, et des encoches *6 destinées à ajuster la rigidité de l'ensemble qui est monté serré à l'intérieur de la couche mécaniquement résistante WX. A la figure 7 on représente un tirant *7 qui traverse le calage W. A la figure 8 le calage X apparaît vu de dessus avec quelques bandes, ici dans la version hélice, sur le coté la partie 99 appuie sur le corps tandis que la partie 101 est prête à s'assembler avec le blindage XY. Un renfort longitudinal *16 est représenté ; il comporte des plats *2 réalisés avec une encoche ronde, disposés en dessous et maintenus en appui sur l'intérieur, et des plats *3 à bord rond sur le dessus. Dans ce mode de réalisation, les plats *2 et *3 sont alternativement à droite et à gauche.Un seul renfort est représenté avec ses plats. A la figure 9 une bande est coupée et un renfort longitudinal apparaît avec ses détails , Le renfort, ici coupé au 2/3 de sa hauteur en face de l'intersection avec la bande, n'est pas plié à cet endroit. Des rayons *8 et *9 éviteront les concentrations de contraintes dans la tôle A la figure 10 -l'assemblage entre le cerclage et les lattes longitudinales pourra aussi être renforcé par un fil *10 en hélice qui traverse alternativement la rondelle conique( la tôle en hélice ) et le renfort longitudinal ; Ce fil sera assujetti aux deux extrémités. Ce fil est peut être métallique et rigide. Ce fil est peut être creux façonné à partir d'un tube. Les trous peuvent être percés ou finis à la position exacte grâce à un jet d'eau de découpe, après l'emboîtement des deux tôles. -L'assemblage peut être conforté par : - une brasure - une soudure - la fusion locale d'un eutectique, - l'enchâssement de la bande dans un rainure ou entre des plots, - ou une autre technique. A la figure 11 le calage X apparaît et des trous *11 dans les plis *3 20 permettent la fixation et le serrage des plis *3 sur la couche XY A la figure 12 les bandes et les renforts longitudinaux de Y délimitent des cloisons *12 qui reçoivent les matériaux non métalliques tels qu'une fine poudre, qui peut, selon le besoin, absorber l'énergie d'un choc et/ou arrêter des neutrons. La bande en spirale et/ou les renforts longitudinaux pourront contenir du cadmium, du 25 hafnium, du bore, ou du gadolinium selon les conditions économiques. Ce métal sera allié à des métaux de la série ou permettant de réaliser un alliage assez ductile ou conducteur selon les besoins des types d'emballages M,G,V,S. A la figure 13 le cerclage extérieur Z montre les trous *4 qui facilitent la convection. Ces trous pourront être légèrement décalés en angle *13 par rapport au 30 trou de derrière de façon à amplifier les effets de la convection quand l'emballage est en position verticale et qu' ainsi les trous se trouvent sensiblement les uns au dessus des autres.

A la figure 14 on montre les renforts longitudinaux du dernier cerclage Z dont les pieds *2 sont en contact étroit avec la couche YZ , ce contact est assuré par appui , par brasage ou par soudure, Ces parties seront avantageusement nickelées avant ou/et après assemblage.

A la figure 15 les renforts longitudinaux du cerclage Z et en particulier les dents *14 apparaissent au voisinage de deux cerclages A la figure 16, le schéma montre un exemple de réalisation sphérique . Dans ce cas les renforts longitudinaux sont en arc de cercle ou bien des hélices de pas opposés au cerclage de base intérieur.

A la figure 17 le schéma montre deux modes d'attache des arrimages et des points de manutention soit sur XW repère *17, ou bien sur YX repère* 15

-Les cerclages (et les renforts longitudinaux) seront en matériau résistant et ductile qui ne se rompt qu'après une grande déformation de 20 à 300 %.Le matériau des couches et des calages, tel que le cupro-béryllium, pourra être mis en forme avant traitement ( hypertrempé par exemple ) puis durci après assemblage pour assurer sa résistance.-La même virole peut être habillée alternativement de différents cerclages selon les exigences M,G,V,S du contenu. Des déformations plastiques en surface, notamment aux angles, congés, chanfreins et lignes de contact n'affectent pas la résistance des pièces.

Exposé détaillé de huit modes de réalisation préférés. 1/8) Pour réaliser le type M, une configuration suggérée comporte : une couche XW très forte qui assure à la fois une protection radiologique et une résistance mécanique considérable, un calage X qui est réduit ou absent, un calage Y simple ou double, un cerclage Z moyen. 2/8) Pour réaliser le type G, une configuration suggérée comporte : un calage Y absent, une répartition des masses équilibrée entre XW et XY, une utilisation de tube sans soudure lamine ordinaire en épaisseur de 22 à 150 mm sans recours à une opération de forge spécifique. 3/8)Pour réaliser le type V, une configuration suggérée comporte : des couches XW et XY moins lourdes, un cerclage Z réduit ou nul. 4/8)Pour réaliser le type S, une configuration suggérée comporte : un calage Y et un cerclage Z inexistant, un calage X important ou/et multiple. 5/8) La forme d'une ou plusieurs des couches pourra être une sphère ou approcher la forme d'un ballon de rugby 6/8) Les matières préférées sont, - Pour le calage W: un alliage d'aluminium et de bore, un alliage cupro-béryllium, un métal contenant du carbure de bore sous forme de lamelles ou de fibres, ou, selon les conditions économiques, un alliage qui contient du cadmium, du hafnium, ou du gadolinium. Le matériau sera solidifié, laminé ou fritté. - Pour la couche résistante mécaniquement WX: , un acier ferritique forgé, un alliage de titane pour une masse réduite, un acier austénitique à durcissement structural pour une bonne tenue au froid, ou un bronze pour un long entreposage. - Pour le calage X: des tôles d'un alliage cupro-béryllium, des tôles d'acier au carbone, des tôles d'aluminium ou de titane, de la mousse spéciale. - Pour la couche XY; un acier à haute résistance, des tôles d'un alliage cupro- béryllium, un alliage de titane, des secteurs extrudés et cloisonnés, du cuivre ou des alliages de cuivre. - Pour le calage Y : du cuivre ou un alliage de cuivre qui contient du Cadmium, du Hafnium, du bore, et/ou du Gadolinium. Pour un meilleur contact et une meilleure conduction les chants des tôles sont recouverts de métal mou tel que le cadmium ou un mélange de métaux de transition de la première série. Le remplissage des cloisons sera assuré des blocs de polyéthylènes, du verre au bore plein ou sous forme de poudre, de la poudre de carbure de bore, du gypse ou des briques de céramique contenant du carbure de bore . Le remplissage sera avantageusement effectué par un assemblage de ces matériaux le plus apte à absorber l'énergie d'un choc. Un ciel d'hélium pourra être introduit sous la couche XY étanche pour notamment améliorer les transferts de chaleur dans les calages X et/ou W. - Pour la couche XY; un acier austénitique soudable, un alliage de cuivre soudable, une couche composite drapée puis imprégnée. - Pour le dernier cerclage Z : le cuivre, un alliage de cuivre , un alliage cuprobéryllium, un alliage d'aluminium . Ces matériaux pourront être nickelés avant et/ou après brasure. 7/8) Quelques proportions préférées particulières: les tirants seront 2,3,4, ou 8 tirants et 3 ou 6 tirants si le contenu a une base hexagonale. l'écart entre les bandes du calage W sera de 5 à 8mm ou bien partagera la longueur en 3. La masse de la couche WX sera 2 à 7 fois la masse du contenu. L'épaisseur du calage X sera de lh à 1/4 du rayon total de l'emballage. Les cloisons du cerclage Z pourront permettre le passage d'une main. Le fil sera un tube de 6mm intérieur et 8 mm extérieur pour des tôles de 2mm. 8/8) Préférence rénovation: une virole existante constituera la couche WX et des 10 calages Yet Z éventuellement X seront ajoutées pour profiter du serrage mécanique.

Bien entendu diverses modifications peuvent être apportées par l'homme du métier aux bandes ou aux diverses réalisations d'emballages ainsi qu'aux procédés de 15 fabrication qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs. 20 25 30

Claims (10)

REVENDICATIONS

1) Dispositif d'assemblage interne, intermédiaire ou externe, destiné à être serré sur une surface latérale d 'un corps caractérisé par une forme plate de surface conique ou en hélice, évidée en son centre et de souplesse adaptée.

2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par la partie souple, formée et découpée désignée 99 et/ou la partie souple, formée et découpée désignée 101.

3) Dispositif de calage comportant des renforts longitudinaux 16 enchâssés 10 comme indiqué sur les figures 8,9,11 dans les bandes conçues selon les revendications 1 et 2

4) Dispositif d'assemblage externe selon la revendication 1 ou 2 caractérisé par la disposition de trous sensiblement alignés quand l'emballage est vertical, et optimisés en taille et positions pour favoriser les échanges par 15 convection.

5) Série d'emballages pour matière radioactive comportant au moins l'un au moins des dispositifs décrits par les 4 revendications précédentes.

6) Dispositif selon la revendication 1 destiné au calage entre deux couches et emballages selon la revendication 5 , ceux ci étant caractérisés par un 20 remplissage en Hélium.

7) Dispositif d'assemblage selon la revendication 3 caractérisé en ce que l'assemblage est renforcé par des fils formés en hélice et traversant alternativement le cerclage et le renfort longitudinal, de part et d'autre d'un emboîtement comme indiqué sur la figure 10. 25

8) Série d'emballages selon la revendication 5 dont les cloisons, délimitées par un calage selon la revendication 3, contiennent un matériau non métallique pulvérulent.

9) Série d'emballages selon la revendication 5 dont les cloisons, délimitées par un calage selon la revendication 3, contiennent un matériaux 30 neutrophage.

10) Série d'emballages selon la revendication 5 dont les cloisons, délimitées par un calage selon la revendication 3, contiennent un matériau dont la sublimation ou la fusion absorbe une forte quantité de chaleur. II) Série d'emballages selon la revendication 5 dont les tourillons sont fixés sur la couche XY située au delà du premier calage X comme indiqué sur la figure 17 du coté *16. 12) Série d'emballages selon la revendication 5 dont la composition des couches et calages est la suivante : • W= tôle en hélice d'aluminium boré. • WX= acier austénitique à durcissement structural massif forgé. • X= cupro béryllium, mis en forme et assemblé avant durcissement structural. • Y= cupro béryllium, mis en forme et assemblé avant durcissement structural et cadmié. • YZ= acier inoxydable austénitique soudable capable d'un grand allongement avant rupture. • Z=bandes et renforts de cuivre nickelés. 20 25 15 30